Почему некоторые кобальтовые буровые установки быстро выходят из строя

Когда кобальтовая дрель быстро выходит из строя, многие покупатели сначала предполагают, что сама дрель некачественная.
Иногда это правда.
На рынке представлены недорогие изделия, в которых фактический материал, термообработка или точность шлифовки не соответствуют заявленным характеристикам.
Но иногда проблема не только в сверле.
Во многих случаях сверления нержавеющей стали причиной поломки является несоответствие инструмента и выполняемой задачи. Даже хорошее сверло может быстро выйти из строя, если условия сверления неподходящие.
Для промышленных покупателей это различие имеет значение. Если причина будет оценена неверно, следующее решение о покупке также может оказаться ошибочным.

1. Материал может не соответствовать заявленному содержанию кобальта.
Слово «кобальт» широко используется на рынке буровых долот.
Но не все кобальтовые буровые установки одинаковы.
В настоящих высокопрочных стальных сплавах с кобальтом, таких как M35 и M42, кобальт входит в состав легирующей добавки. Кобальт распределен по всему материалу, а не только на поверхности.
Это важно, потому что кобальт в основном полезен, когда режущая кромка подвергается воздействию высоких температур. Если сама сталь не содержит заявленного количества кобальта, сверло не сможет обеспечить ожидаемую производительность при сверлении сложных участков.
Для покупателей проблема заключается в том, что эта разница не всегда заметна снаружи.
Два сверла могут выглядеть похожими. Оба могут иметь схожие цвета или маркировку. Оба могут продаваться под маркой HSS-Co. Но как только начинается сверление нержавеющей стали, разница становится очевидной.

2. Термическая обработка определяет баланс между твердостью и прочностью.
Даже при правильном выборе марки материала термическая обработка может существенно повлиять на результат.
В случае с тренировочными дрелями HSS-Co цель состоит не просто в том, чтобы сделать упражнение максимально сложным.
Если дрель затвердеет слишком сильно, режущая кромка может зазубриться, или дрель может сломаться под нагрузкой.
Если сверло слишком мягкое, лезвие может быстро изнашиваться и терять режущую способность.
Настоящая сложность заключается в поддержании баланса между твердостью и прочностью.
Это одна из причин, почему два кобальтовых сверла, изготовленные из одного и того же сорта стали, могут работать по-разному. Марка стали — это отправная точка. Процесс термообработки определяет, какая часть потенциала материала фактически преобразуется в режущую способность.

3. Неправильная геометрия шлифовки приводит к неравномерной нагрузке при резании.
Еще одна причина быстрого выхода из строя кобальтовых сверл — неправильная геометрия.
Сверло с винтовым лезвием режет двумя кромками. Эти две кромки должны распределять нагрузку при резке как можно равномернее.
Если длина кромки, угол заточки или угол заточки не постоянны, одна сторона сверла может работать с большей нагрузкой, чем другая.
Это создает ряд проблем:
  •Более высокое локальное давление резания
  •Более сильный нагрев с одной стороны режущей кромки
  •Более быстрый износ
  •Возможны отверстия слишком большого диаметра или плохая устойчивость отверстий.
С точки зрения пользователя, это может выглядеть как проблема с материалом. Но с точки зрения производства это может быть проблемой точности шлифовки.
Для производителей оригинального оборудования и дистрибьюторов именно поэтому важна стабильность качества партий. Сверло — это не просто кусок стали. Это также шлифовальный режущий инструмент.

4. Кобальтовые сверла выдерживают более высокие температуры, но не неограниченные.
Многие пользователи выбирают кобальтовые сверла, потому что они лучше сохраняют твердость при высоких температурах по сравнению со стандартными сверлами из быстрорежущей стали.
Это верно.
Но это не значит, что кобальтовые сверла можно использовать на любой скорости.
При слишком высокой скорости вращения шпинделя режущая кромка выделяет тепло быстрее, чем инструмент и заготовка успевают его отводить. Как только температура становится слишком высокой, износ кромки ускоряется.
Это особенно часто встречается, когда пользователи считают, что кобальтовые сверла следует сверлить быстрее просто потому, что они более термостойкие.
В действительности, кобальтовым сверлам необходимы правильная скорость и подача. Они более эффективны, чем стандартные сверла из быстрорежущей стали, при работе с труднообрабатываемыми материалами, но при этом сохраняют принципы резания.

5. Процесс упрочнения нержавеющей стали часто понимается неправильно.
Многие сверла из быстрорежущей стали (HSS-Co) используются для сверления нержавеющей стали, особенно марок 304 и 316.
С нержавеющей сталью сложно работать не только потому, что она прочная. Сложность заключается в том, что условия резки могут меняться во время сверления.
Если сверло трется, а не режет, если подача слишком слабая или если сверление неоднократно останавливается внутри отверстия, поверхность нержавеющей стали может стать тверже.
Затем следующий проход резки уже не срезает исходный материал. Он срезает более твердый слой, образовавшийся в результате предыдущего сверления.
Это может очень быстро повредить режущую кромку.
В общении с клиентами это один из важнейших моментов, который необходимо объяснить. Иногда в коротком сроке службы винят сверло, но настоящая причина заключается в том, что заготовка становится сложнее обрабатывать в процессе сверления.

6. Охлаждение, смазка и удаление стружки по-прежнему имеют значение.
Ещё одно распространённое заблуждение заключается в том, что для сверления отверстий под кобальт не требуется смазочно-охлаждающая жидкость.
Кобальт повышает термостойкость по сравнению со стандартной быстрорежущей сталью, но не устраняет необходимости в надлежащем охлаждении и смазке.
Смазочно-охлаждающая жидкость помогает тремя способами:
  •Это снижает трение на режущей кромке.
  •Это помогает контролировать температуру.
  •Это улучшает отвод стружки.
Без достаточного охлаждения или смазки тепло и стружка дольше задерживаются на режущей кромке. Это особенно вредно при непрерывном сверлении, обработке глубоких отверстий или работе с нержавеющей сталью.
Сверло с кобальтовым сплавом может выдерживать более суровые условия, чем стандартное сверло из быстрорежущей стали, но ему все равно необходимы подходящие условия для сверления.